CN212246337U - 产氢装置、吸氢装置、溶氢装置和饮水机组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及氢气制备领域，具体而言，涉及一种产氢装置、吸氢装置、溶氢装置和饮水机组件。本实用新型提供的产氢装置包括储水装置、能够电解水分别形成氢气和氧气的电解槽、气液分离器和动力装置，电解槽具有能电解形成氧气的阳极腔、形成氢气的阴极腔和进水口，储水装置的出水口与进水口连通，阳极腔与储水装置连通，阴极腔与气液分离器的进气口连通，气液分离器的出水口与储水装置通过输水管道连通，动力装置设置于输水管道上。该装置能够使得氢氧分离更彻底，且产生的氢气内水分含量低，有利于制备大量高浓度富氢水。

Description

产氢装置、吸氢装置、溶氢装置和饮水机组件

技术领域

本实用新型涉及氢气制备领域，具体而言，涉及一种产氢装置、吸氢装置、溶氢装置和饮水机组件。

背景技术

氢气作为分子量最小的物质，在被认为是最清洁的能源后，在医学领域又引起了广泛关注。基于其在细胞学水平缓解细胞氧化应激损伤，改善人体亚健康状态的功能，氢气极大地促进了纳米理疗气体领域的发展。而如何快速高效同时安全地制备氢气，是目前从事氢分子医学的研究人员所亟需解决的难题。

目前制备氢气的方法很多，如化学裂解有机物，触媒催化，金属纳米颗粒反应等等，而这些合成法要么原料危险或者反应条件苛刻，仅仅适用于工业生产制备，要么产氢量少，只可在实验室满足反应需求。而水电解制备氢气由于其使用常见原料，简单便捷，易于配合其他装置因此成为多种制氢装置的主要制备方式。

目前，市场上的一些制氢设备仍存在成本高，氢氧分离不彻底，产氢量小，制备的氢气内含有较多水蒸气以及不具备制备大量高浓度富氢水的功能等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种产氢装置、吸氢装置、溶氢装置和饮水机组件，其能够使得氢氧分离更彻底，且产生的氢气内水分含量低，有利于制备大量高浓度富氢水。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，实施例提供一种产氢装置，其包括储水装置、能够电解水分别形成氢气和氧气的电解槽、气液分离器和动力装置，所述电解槽具有能电解形成氧气的阳极腔、形成氢气的阴极腔和进水口，所述储水装置的出水口与所述进水口连通，所述阳极腔与所述储水装置连通，所述阴极腔与所述气液分离器的进气口连通，所述气液分离器的出水口与所述储水装置通过输水管道连通，所述动力装置设置于所述输水管道上。

在可选的实施方式中，所述动力装置为可调节流量的动力泵。

在可选的实施方式中，所述电解槽包括本体、质子膜组件、阳极板组件和阴极板组件，所述本体与所述储水装置的出水口连通，所述质子膜组件、所述阳极板组件和所述阴极板组件均设置于所述本体内，并均与所述本体连接，所述质子膜组件设置于所述阳极板组件和阴极板组件之间，所述阳极板组件位于所述质子膜组件相对远离所述本体的内壁的一侧，且所述阳极板组件内具有阳极腔，所述阳极腔与所述储水装置连通，所述阴极板组件位于所述质子膜组件的另一侧，并与所述本体组件形成阴极腔，所述阴极腔与所述气液分离器连通。

第二方面，实施例提供一种吸氢装置，其包括吸氢管和前述实施方式任一项所述的产氢装置，所述吸氢管的一端与气液分离器的出气口连通。

在可选的实施方式中，所述吸氢管的一端与所述气液分离器的出气口通过氢气排氢管连通，所述氢气排氢管上设置有单向阀。

第三方面，实施例提供一种溶氢装置，其包括溶氢瓶和前述实施方式任一项所述的产氢装置，所述溶氢瓶的进气口与气液分离器的出气口连通。

在可选的实施方式中，所述溶氢装置还包括促进氢气溶解的促溶装置，所述促溶装置设置于所述溶氢瓶内，所述促溶装置通过氢气流通管与所述气液分离器的出气口连通。

在可选的实施方式中，所述促溶装置包括具有空腔的陶瓷滤芯，医用硅胶塞和连接组件，所述医用硅胶塞设置于所述陶瓷滤芯内，并对所述陶瓷滤芯的开口进行封闭，所述连接组件的一端穿过所述医用硅胶塞，并位于所述空腔内，所述连接组件的另一端与所述氢气流通管连接。

第四方面，实施例提供一种饮水机组件，其包括饮水机和前述实施方式任一项所述的溶氢装置，所述溶氢瓶的出水口与所述饮水机的进水口连通。

在可选的实施方式中，所述饮水机组件还包括智能控制器，所述智能控制器与溶氢装置和所述饮水机电连接。

本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型通过电解槽电解水，形成氧气和氢气，并通过不同的出气口将氢气和氧气分别进行运输，有利于氢氧的分离。将氧气再与储水装置连通，进一步简化了产氢装置的结构。利用动力装置将电解形成的氢气内含有的水分与氢气进行分离，能够降低制备得到的氢气中水分的含量，提升制备得到的氢气的品质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的产氢装置的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例提供的吸氢装置的结构示意图；

图3为本实用新型第三实施例提供的溶氢装置的结构示意图；

图4为本实用新型第三实施例提供的促溶装置的结构示意图；

图5为本实用新型第四实施例提供的饮水机组件的结构示意图。

图标:100-产氢装置；110-储水装置；111-瓶身；112-瓶盖；113-通气孔；120-电解槽；121-本体；122-质子膜组件；123-阳极板组件；124-阴极板组件；1221-第一质子膜；1222-第二质子膜；1231-第一阳极板；1232-第二阳极板；1241-第一阴极板；1242-第二阴极板；125-阴极腔；126-阳极腔；127-排水管；128-开关；130-气液分离器；140-动力装置；200-吸氢装置；210-吸氢管；211-氢气排氢管；212-单向阀；213-多功能连接口；300-溶氢装置；310-溶氢瓶；320-促溶装置；321-陶瓷滤芯；322-空腔；323-医用硅胶塞；324-连接组件；3241-宝塔接头；3242-连接软管；3243-连接硬管；400-饮水机组件；410-饮水机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件能以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种产氢装置100，其包括储水装置110，储水装置110用于存放用于电解的水，储水装置110可以是储水瓶、储水槽或者其他具有储水功能的设备，本实施例采用的储水装置110为储水瓶，其包括瓶身111和瓶盖112，瓶盖112对瓶身111的开口部进行选择性封闭，需要加水时则打开瓶盖112，不需要加水时则利用瓶盖112对瓶身111进行封闭。瓶身111上具有进水口和出水口，瓶盖112上开设有通气孔113，继而可以将通入储水装置110的氧气排除，进一步简化了产氢装置100的结构。

进一步地，产氢装置100还包括能够电解水分别形成氢气和氧气的电解槽120，储水装置110的出水口与电解槽120的进水口连通，继而使得储水装置110内的水能够进行电解槽120内进行电解，得到氧气和氢气。电解槽120具有分别形成氧气的阳极腔和形成氢气的阴极腔，分别设置两个电解腔能够分别形成氧气和氢气，而后再分别运输和处理，能够使得氢氧分离更彻底，提升收集的氧气和氢气的纯度。

具体地，电解槽120包括本体121、质子膜组件122、阳极板组件123和阴极板组件124，所述本体121与所述储水装置110的出水口连通，所述质子膜组件122、所述阳极板组件123和所述阴极板组件124均设置于所述本体121内，并均与所述本体121连接，所述质子膜组件122设置于所述阳极板组件123和阴极板组件124之间，所述阳极板组件123位于所述质子膜组件122相对远离所述本体121的内壁的一侧，且所述阳极板组件123内具有阳极腔126，所述阳极腔126与所述储水装置110连通，所述阴极板组件124位于所述质子膜组件122的另一侧，并与所述本体121组件形成阴极腔125，所述阴极腔125与所述气液分离器130连通。设置质子膜组件122将阳极板组件123和阴极板组件124彻底隔离，其在电解过程中只允许阳离子及少量的纯净水通过，可确保氢气的纯度。阳极腔126与储水装置110连通，能够将形成的氧气，通入储水装置110中，而后排出，且这样连接能够更进一步简化产氢装置100的结构，减少其占用空间等。

更具体地，电解槽120包括第一质子膜1221、第二质子膜1222、第一阳极板1231、第二阳极板1232、第一阴极板1241和第二阴极板1242，第一质子膜1221、第二质子膜1222、第一阳极板1231、第二阳极板1232、第一阴极板1241和第二阴极板1242均设置于所述本体121内，并均与所述本体121连接，第一阳极板1231和第二阳极板1232相对设置，形成阳极腔126，阳极腔126与所述储水装置110连通，第一阳极板1231和第一阴极板1241之间设置有第一质子膜1221，第一阴极板1241和本体121之间形成第一个阴极腔125，该阴极腔125与气液分离器130连通。同理，第二阳极板1232和第二阴极板1242之间设置有第二质子膜1222，第二阴极板1242和本体121之间形成第二个阴极腔125，该阴极腔125也与气液分离器130连通。电解后的氧气和氢气分别在阳极腔126和阴极腔125内聚集，而后分别进行运输，进一步提升了氢氧的分离。

需要说明的，也可以采用现有技术中其他分别具有阴极腔125和阳极腔126的电解槽120，继而有利于氢氧分离，保证分离得到的氢气和氧气的纯度。

进一步地，电解槽120还与排水管127连通，继而可以在不需要电解时，将电解槽120内的水排出，而排水管127上设置有开关128。

进一步地，产氢装置100还包括气液分离器130，阴极腔与所述气液分离器130的进气口连通，阴极腔125与所述气液分离器130连通，也就是说阴极腔125内产生的氢气，进入气液分离器130内进行分离，得到含水分更低的氢气。

具体地，气液分离器130的出水口与所述储水装置110通过输水管道连通，所述动力装置140设置于所述输水管道上。动力装置140为可调节流量的动力泵。经过电解槽120电解得到的氢气内含有少量的水分，而这些水分随着氢气进入气液分离器130中农，并聚集形成少量的水，而后再动力泵的作用下，将少量的水重新泵会储水装置110中，但是氢气依然留在气液分离器130中，例如，动力泵的流量约为2mL/min，水的聚集速率约为1mL/min，动力泵的流量微大于水的聚集速率，从而保证排出的氢气中水分含量少。

本实施例的产氢装置100的工作过程如下：

储水装置110内的水进入电解槽120内进行电解，而后分别在阴极腔125和阳极腔126形成氢气和氧气，而后氢气和氧气分别对应被运输至气液分离器130和储水装置110中，而氢气内的水分重新形成水，聚集于气液分离器130底部，接着动力泵将水从气液分离器130中分离出来，运输至储水装置110中，而氢气则单独排出。

第二实施例

参见图2，本实施例提供一种吸氢装置200，其包括吸氢管210和第一实施例提供的产氢装置100，所述吸氢管210的一端与气液分离器130的出气口连通，继而可以直接吸取气液分离器130中的氢气。

进一步地，吸氢管210的一端与所述气液分离器130的出气口通过氢气排氢管211连通，所述氢气排氢管211上设置有单向阀212。单向阀212可以保证外部的气体或液体不会倒流入气液分离器130中，从而保障整个系统的清洁与安全运行。

进一步地，吸氢管210和氢气排氢管211通过多功能连接口213连接，继而可以控制吸氢的速率或者氢气的流量等。

第三实施例

参见图3，本实施例提供一种溶氢装置300，其包括溶氢瓶310和第一实施例提供的产氢装置100，所述溶氢瓶310的进气口与气液分离器130的出气口连通，使得氢气能够溶解在溶氢瓶310内，得到复合氢的产品。

具体地，溶氢装置300还包括促进氢气溶解的促溶装置320，所述促溶装置320设置于所述溶氢瓶310内，所述促溶装置320通过氢气流通管与所述气液分离器130的出气口连通。利用促溶装置320更有利于氢气的溶解。

具体地，参见图4，促溶装置320包括具有空腔322的陶瓷滤芯321，医用硅胶塞323和连接组件324，所述医用硅胶塞323设置于所述陶瓷滤芯321内，并对所述陶瓷滤芯321的开口进行封闭，所述连接组件324的一端穿过所述医用硅胶塞323，并位于所述空腔322内，所述连接组件324的另一端与所述氢气流通管连接。

采用陶瓷滤芯321具有空腔322，能够便于氢气的通入，而后氢气通过陶瓷滤芯321过滤，同时，氢气从陶瓷滤芯321的表面溢出，增大氢气与溶剂的接触面积，提升溶解氢气的速率和效率。

具体地，连接组件324包括依次连接的宝塔接头3241、连接软管3242和连接硬管3243，宝塔接头3241的另一端与氢气流通管连接，连接硬管3243一端穿过所述医用硅胶塞323，并位于所述空腔322内。

进一步地，可以直接在溶氢瓶310的底部开设连接一个水龙头，可以直接饮用含氢水。

本实施例的溶氢装置300的工作过程如下：

储水装置110内的水进入电解槽120内进行电解，而后分别在阴极腔125和阳极腔126形成氢气和氧气，而后氢气和氧气分别对应被运输至气液分离器130和储水装置110中，而氢气内的水分重新形成水，聚集于气液分离器130底部，接着动力泵将水从气液分离器130中分离出来，运输至储水装置110中，而氢气则进入陶瓷滤芯321内过滤，而后溶解在溶剂中，例如水，形成含氢产品。

第四实施例

参见图5，本实施例提供一种饮水机组件400，其包括饮水机410和前述实施方式任一项所述的溶氢装置300，所述溶氢瓶310的出水口与所述饮水机410的进水口连通。该饮水机采用现有技术的饮水机。

为了提升自动化程度，该饮水机组件400还包括智能控制器，所述智能控制器与溶氢装置300和所述饮水机电连接。电连接就是通过电路连接，继而实现饮水机组件400的自动控制，而智能控制器可以采用现有技术中的智能系统以及装置。当然，也可以不采用智能控制器，用户根据自己的需求可以采用一般的饮水机或者开关128进行控制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种产氢装置，其特征在于，其包括储水装置、能够电解水分别形成氢气和氧气的电解槽、气液分离器和动力装置，所述电解槽具有能电解形成氧气的阳极腔、形成氢气的阴极腔和进水口，所述储水装置的出水口与所述进水口连通，所述阳极腔与所述储水装置连通，所述阴极腔与所述气液分离器的进气口连通，所述气液分离器的出水口与所述储水装置通过输水管道连通，所述动力装置设置于所述输水管道上。

2.根据权利要求1所述的产氢装置，其特征在于，所述动力装置为可调节流量的动力泵。

3.根据权利要求2所述的产氢装置，其特征在于，所述电解槽包括本体、质子膜组件、阳极板组件和阴极板组件，所述本体与所述储水装置的出水口连通，所述质子膜组件、所述阳极板组件和所述阴极板组件均设置于所述本体内，并均与所述本体连接，所述质子膜组件设置于所述阳极板组件和阴极板组件之间，所述阳极板组件位于所述质子膜组件相对远离所述本体的内壁的一侧，且所述阳极板组件内具有阳极腔，所述阳极腔与所述储水装置连通，所述阴极板组件位于所述质子膜组件的另一侧，并与所述本体组件形成阴极腔，所述阴极腔与所述气液分离器连通。

4.一种吸氢装置，其特征在于，其包括吸氢管和权利要求1-3任一项所述的产氢装置，所述吸氢管的一端与气液分离器的出气口连通。

5.根据权利要求4所述的吸氢装置，其特征在于，所述吸氢管的一端与所述气液分离器的出气口通过氢气排氢管连通，所述氢气排氢管上设置有单向阀。

6.一种溶氢装置，其特征在于，其包括溶氢瓶和权利要求1-3任一项所述的产氢装置，所述溶氢瓶的进气口与气液分离器的出气口连通。

7.根据权利要求6所述的溶氢装置，其特征在于，所述溶氢装置还包括促进氢气溶解的促溶装置，所述促溶装置设置于所述溶氢瓶内，所述促溶装置通过氢气流通管与所述气液分离器的出气口连通。

8.根据权利要求7所述的溶氢装置，其特征在于，所述促溶装置包括具有空腔的陶瓷滤芯，医用硅胶塞和连接组件，所述医用硅胶塞设置于所述陶瓷滤芯内，并对所述陶瓷滤芯的开口进行封闭，所述连接组件的一端穿过所述医用硅胶塞，并位于所述空腔内，所述连接组件的另一端与所述氢气流通管连接。

9.一种饮水机组件，其特征在于，其包括饮水机和权利要求6-8任一项所述的溶氢装置，所述溶氢瓶的出水口与所述饮水机的进水口连通。

10.根据权利要求9所述的饮水机组件，其特征在于，所述饮水机组件还包括智能控制器，所述智能控制器与溶氢装置和所述饮水机电连接。

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